炎症性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)是一種病因不明的慢性非特異性炎性腸道疾病,主要包括克羅恩病和潰瘍性結腸炎。流行病學資料顯示,近年來我國IBD發病率呈快速上升趨勢,患病人數已達3.44/100000,居亞洲首位。
研究顯示,炎症性腸病患者不止飽受腹痛腹瀉之苦,40%的患者還伴有焦慮、抑鬱症狀,甚至產生認知功能受損。在結腸炎小鼠身上,同樣能夠觀察到焦慮、抑鬱行為產生以及大腦邊緣系統的改變。但腸炎導致精神症狀的機制還不清楚。
不同於大眾認知層面簡單地將IBD患者的焦慮和抑鬱症狀歸因於疾病的痛苦,科學家將目光放在腸-腦聯絡上。近期發表在《自然》(《Science》)雜誌的一篇研究就從腸-腦血管軸入手,揭示了腸道炎症引起精神症狀的關鍵機制。
人們此前已經知道,腸道炎症狀態下,腸道血管屏障滲漏增加,腸腔內的細菌毒素也隨之進入血液迴圈之中,引起系統性全身炎症反應。
由於中樞神經系統擁有複雜的血管屏障,包括血-腦屏障和血-腦脊液屏障,正常情況下,腦血管屏障會限制血液中的大分子物質進入腦內,維持腦組織內環境處於穩定狀態。
但研究人員觀察到,在小鼠結腸炎急性期,小鼠大腦中的巨噬細胞數量增加,同時,小膠質細胞及神經系統主要的免疫監視細胞也處於被啟用狀態,說明腸道炎症能夠迅速引起腦部炎症反應。
那麼,腸道炎症狀態下,腸道來源的細菌毒素和血液中的炎症因子是如何進入腦內的呢?研究人員觀察到,在急性腸炎狀態下,腦血管屏障結構發生改變,儘管在初期脈絡叢區腦血管屏障通透性一過性增強,隨後,腦血管屏障迅速關閉,直到腸炎恢復,才重新開放。而向小鼠腹腔內注射細菌內毒素——脂多糖LPS,同樣可以在小鼠腦部觀察到類似急性結腸炎時發生的變化——脈絡叢血-腦脊液屏障關閉,說明細菌內毒素的存在影響腦血管屏障結構改變。
可能有人疑惑,既然腦屏障關閉了,那麼按理來說,有害物質不能進入腦部了,應該就不會對腦產生進一步影響,那麼焦慮、抑鬱,甚至認知下降是如何產生的呢?
對此,研究人員設計了一種基因編輯小鼠在注射誘導藥物後,能夠使得小鼠在沒有腸道炎症和疾病痛苦的情況下,腦血管屏障關閉,這時再去研究小鼠的行為,發現腦血管屏障關閉後,小鼠出現了焦慮樣行為、情景記憶能力受損,而抑鬱行為則沒有表現。原來精神症狀,至少是部分精神症狀出現的關鍵,就出在關閉的腦血管屏障!
所有的事件現象終於可以串起來了:在腸道炎症狀態下,有害物質進入血液,腦血管屏障感受到了這種“威脅”,選擇關閉來阻止有害物質進入,維持腦內穩態,然而隔絕了對外來往,有害物質不能進入,有益物質也不能進入,腦內產生的垃圾同樣運不出去,這時就產生了就會產生精神症狀。
在動物模型上,研究人員觀察到腦血管屏障的改變在腸炎恢復後也能回到原狀,如果是長期的反覆發作的腸炎,比如臨床上的IBD患者,腦屏障結構的改變還是一過性的嗎,是否會發生永久性的改變呢?這些問題還有待科學家進一步研究。
(王天奡)
【來源:人民政協報】
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